DE102004019700B3 - Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung von Betriebszuständen in einem elektronisch gesteuerten Wäschetrockner - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung von Betriebszuständen in einem elektronisch gesteuerten Wäschetrockner Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betifft ein Verfahren zur Erkennung von Betriebszuständen in einem elektronisch gesteuerten Wäschetrockner mit einer in einem Gehäuse drehbar gelagerten Trockentrommel, einem Gebläse, einer Heizeinrichtung sowie einem Prozessluftkanal zur Führung der Trocknungsluft durch die Trockentrommel, einer Programmsteuereinrichtung und mit Bedien- und Anzeigeelementen sowie einer Signaleinrichtung, wobei das an einer Bauteilanordnung im Wäschetrockner aufgenommene Spannungssignal charakteristisch für einen Betriebszustand des Wäschetrockners ist, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. DOLLAR A Um ein geeignetes Verfahren für die Erkennung von Betriebszuständen, insbesondere der Drehbewegung der Wäschetrommel, in einem Wäschetrockner zu gestalten, wird der an einem piezoelektrischen Bauteil aufgenommene Spannungssignalverlauf für die Erkennung von Betriebszuständen im Wäschetrockner erfasst und ausgewertet. In Abhängigkeit des Signalverlaufes ist der weitere Verlauf des Trockenprogramms von der Programmsteuereinrichtung festlegbar oder das Trockenprogramm wird abgebrochen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung von Betriebszuständen in einem elektronisch gesteuerten Wäschetrockner mit einer in einem Gehäuse drehbar gelagerten Trockentrommel, einem Gebläse, einer Heizeinrichtung sowie einem Prozessluftkanal zur Führung der Trocknungsluft durch die Trockentrommel, einer Programmsteuereinrichtung und mit Bedien- und Anzeigeelementen sowie einer Signaleinrichtung, wobei das an einer Bauteilanordnung im Wäschetrockner aufgenommene Spannungssignal charakteristisch für einen Betriebszustand des Wäschetrockners ist sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Ein derartiges Verfahren zur Erkennung des Betriebszustandes eines Wäschetrockners ist aus der DE 197 41 160 A1 bekannt. Der Wäschetrockner zur Durchführung dieses Verfahrens ist mit einer drehbar gelagerten Wäschetrommel ausgebildet, in der die eingefüllte Wäsche durch Drehbewegung der Wäschetrommel und Zufuhr von erwämter Luft getrocknet wird. Kritische Betriebszustände entstehen bei Wäschetrocknern, wenn z. B. der Antrieb der Wäschetrommel störfallbedingt aussetzt und weiter erwärmte Prozessluft in die stillstehende Wäschetrommel eingeleitet wird. Gemäß den Angaben aus der DE 197 41 160 A1 wird für die Anzeige des Störfalles "Trommelstillstand" der an der im Gerät vorhandenen Einrichtung zur Erfassung des Wäscheleitwertes für den Trockengrad der Wäsche aufgenommene Verlauf des Spannungssignal erfasst und ausgewertet.
  • Dieses Verfahren zur Erkennung von Betriebszuständen bzw. zur Trommelstillstandsüberwachung ist im Verlauf eines Trockenprogramms mit vorgewählter Restfeuchtestufe bis kurz vor Erreichen der Restfeuchtestufe Schranktrocken geeignet. Danach ist über die Messung des Leitwertes in der Wäsche bzw. die Auswertung des Spannungsverlaufes kein Rückschluss auf einen Trommelstillstand mehr möglich. Da aber mit zunehmenden Trockengrad der Wäsche auch die Gefahr von Wäscheschäden bzw. sogar Brandschäden bei stillstehender Trommel viel mehr besteht als in den Trockenabschnitten mit noch feuchter Wäsche, bietet dieses Verfahren keine ausreichende Sicherheit. In Zeittrockenprogrammen kann dieses Verfahren gar nicht angewendet werden.
  • Aus der DE 29 15 815 C2 ist es weiter bekannt, die Drehbewegung der Wäschetrommel einer Waschmaschine über optoelektrische Bauelemente zu erfassen. Bei dieser Ausführung ist die Antriebsscheibe mit unterschiedlich reflektierenden Hell/Dunkel-Segmenten ausgebildet, deren Lichtimpulse bei Drehbewegung der Wäschetrommel durch einen Licht-Sender/Empfänger abgetastet werden. Die Auswertung dieser Lichtimpulse ermöglicht die Erfassung der Istdrehzahl sowie die Erkennung einer Unwucht der Wäschetrommel. Diese Art der Drehbewegungsüberwachung erfordert zusätzliche Bauelemente.
  • Verschiedene Einsatzmöglichkeiten für piezoelektrische Elemente in Wäschetrocknern sind aus der US 3 507 054 , der US 5 842 288 sowie der JP 100 99 587 A bekannt. Die JP 032 58 299 A beschreibt z. B. den Einsatz eines Piezosummers, der eine geöffnete Tür während des laufenden Trockenprogramms signalisiert.
  • Aus der DE 38 77 496 T2 ist eine Sicherheitsvorrichtung zur Vermeidung von Fehlfunktionen bei Bruch oder übermäßiger Dehnung des Antriebsriemens für die Trommel eines Wäschetrockners bekannt, die bei Stillstand oder nicht ausreichender Rotation der Spannrolle für den Antriebsriemen wirksam wird.
  • Die DE 690 26 486 T2 beschreibt ein Verfahren zur Motordiagnose und eine elektronische Regelung für einen Wäschetrockner, bei dem in Abhängigkeit von Änderungen in der Motorbelastung zahlreiche Zustände zu Beginn oder während des Trockenprogramms erkennbar sind. Über Änderungen in der Motorbelastung kann z. B. ein gerissener Trommelantriebsriemen erkannt werden.
    •
  • Der Erfindung stellt sich das Problem ein geeignetes Verfahren für die Erkennung von Betriebszuständen in einem Wäschetrockner zu gestalten, bei dem mit im Trockner vorhandenen Bauelementen eine Erkennung von Betriebszuständen, insbesondere der Drehbewegung der Wäschetrommel im Verlauf des gesamten Trockenprogramms bei restfeuchtegesteuerten Trockenprogrammen oder bei Zeittrockenprogrammen möglich ist.
  • Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 4 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweils nachfolgenden Unteransprüchen.
  • Die mit der Erfindung erreichbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass die Betriebszustände des Wäschetrockners über die Auswertung einer Spannung erkannt werden, welche vom Piezosystem eines vorhandenen piezoelektrischen Bauelementes aufgrund von Körperschall und/oder Beschleunigungskräften bewegter Teile erzeugt wird. Der am piezoelektrischen Bauteil (Piezosummer) aufgenommene Spannungssignalverlauf wird über die in der Programmsteuereinrichtung integrierte Überwachungsschaltung ausgewertet. In Abhängigkeit dieser Auswertung erfolgt eine Festlegung des weiteren Programmablaufes oder ein Programmabbruch. Als piezoelektrisches Bauelement kommt vorteilhaft der Piezosummer zum Einsatz, welcher dazu vorgesehen ist, das Programmende eines Trockenvorganges zu signalisieren. Zur Erkennung der Betriebszustände wird über den gesamten Trockenprozess eines restfeuchtegesteuerten Trockenprogramms und auch bei zeitgesteuerten Trockenprogrammen der am Piezosummer gemessene Spannungsverlauf ausgewertet. Die Überwachung der Drehbewegung der Trommel erfolgt dabei vorteilhaft über Messung der Amplitude des Spannungssignals. Zur Erfassung der Wäschebeladung oder zur Erkennung von Wäscheaufrollern wird der Spannungsverlauf hinsichtlich der periodisch auftretenden Frequenz- sowie Amplitudenverläufe mit Hilfe mathematischer Verfahren analysiert.
  • Der Piezosummer kann dazu, wie bereits bei Wäschetrocknern allgemein bekannt, hinter der Bedienblende angeordnet sein. Um jedoch Umgebungsgeräuscheinflüsse auf den Signalverlauf auszuschließen, ist es vorteilhafter den Piezosummer an anderer Stelle im Wäschetrockner anzuordnen. Besonders vorteilhaft ist die Anordnung des Piezosummers auf dem Abtastarm der Einrichtung zur Erkennung der Restfeuchte der Wäsche in der Wäschetrommel. So können die von der Trommel ausgehenden Signale direkt und mit weniger Umwelteinflüssen aufgenommen werden. In einer weiteren vorteilhaften Ausführung wird der Piezosummer in einem der Wäschetrommel zugeordnetem Abschnitt des Prozessluftkanals angeordnet. Dadurch können neben einer Trommelstillstandsüberwachung weitere Betriebszustände des Wäschetrockners über den vorhandenen Piezosummer erkannt werden.
    •
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
  • 1 Die schematische Darstellung eines Wäschetrockners zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Seitenansicht,
  • 2 die Anordnung eines piezoelektrischen Bauteils (14) auf dem Abtaster (13) der Vorrichtung zur Erfassung des Restfeuchtegehaltes in der Wäsche,
  • 3 den am piezoelektrischen Bauteil (14) aufgenommenen Verlauf des Spannungssignals bei drehender Trockentrommel (4),
  • 4 den am piezoelektrischen Bauteil (14) aufgenommenen Verlauf des Spannungssignals bei stillstehender Trockentrommel (4).
  • 1 zeigt schematisch einen erfindungsgemäß aufgebauten, elektronisch gesteuerten Wäschetrockner mit einer Programmsteuereinrichtung (1), in welche eine Überwachungseinrichtung (2) für Betriebszustände integriert ist. Der Benutzer hat die Möglichkeit zeitgesteuerte oder restfeuchtegesteuerte Trockenprogramme auszuwählen. Im Bedienfeld des Wäschetrockners ist eine Anzeigeeinrichtung für Betriebszustände integriert, die von der Überwachungseinrichtung (2) angesteuert wird. Der Wäschetrockner weist außerdem eine akustische Signaleinrichtung auf, die dem Benutzer das Ende des Trockenprogramms oder einen unzulässigen Betriebszustand des Wäschetrockners signalisiert.
  • Die zu trocknende Wäsche wird in die drehbar gelagerte Trockentrommel (4) gegeben, welche an ihrer Stirnseite eine durch eine Tür (5) verschließbare Wäscheaufnahmeöffnung aufweist. Bei dem dargestellten Wäschetrockner wird die Trockenluft (Prozessluft) in einem geschlossenen Kreislauf mittels Gebläse (6) durch den Prozessluftkanal (7) und die drehende Trockentrommel bewegt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch in Abluftwäschetrocknern durchführbar. Die Trockenluft wird von einer im Prozessluftkanal (7) angeordneten Heizeinrichtung (8) erwärmt. Die Heizeinrichtung (8) ist über einen von der Programmsteuereinrichtung (1) betätigten Schalter (9) an die elektrische Energieversorgung des Wäschetrockners angeschlossen. Der Restfeuchtegehalt in der Wäsche wird über eine Leitwerterfassung festgestellt. Dazu ist die Trockentrommel (4) mit einer Vorrichtung zur Bestimmung des Restfeuchtegehaltes der Wäsche ausgebildet, die in bekannter Weise mit in der Trockentrommel (4) elektrisch isoliert angeordneten Mitnehmerrippen (10) ausgebildet ist. Die Mitnehmerrippen (10) bilden die Sensoren einer Widerstands-Messeinrichtung, mit der eine vom Leitwert der Wäsche abhängige Spannung gemessen wird. Zur Übertragung der Messwerte sind am äußeren Trommelumfang Schleifkontaktbänder (11) angeordnet, denen ein am feststehenden Gehäuse (12) angeordneter Abtaster (13) zugeordnet ist.
  • Der Antriebsmotor für die Trockentrommel (4) ist nicht näher dargestellt. Der Antrieb der Trockentrommel (4) erfolgt in bekannter Weise über einen bodenseitig angeordneten Antriebsmotor, dessen Drehbewegung über einen Riemen (nicht dargestellt) auf die Trockentrommel (4) übertragen wird.
  • Im Verlauf eines Trockenprogrammes wird die Wäsche bei drehender Trockentrommel (4) im erwärmten Prozessluftstrom getrocknet. Der Betriebszustand des Wäschetrockners wird dabei laufend von der in der Programmsteuereinrichtung (1) integrierten Überwachungseinrichtung (2) über die von Sensoren erfassten Messwerte überwacht. Unzulässige Betriebszustände werden mittels einer optischen oder akustischen Signaleinrichtung signalisiert. Als akustische Signaleinrichtung ist ein piezoelektrisches Bauteil (14), z. B. ein Piezosummer, im Gerät angeordnet. Dieser Piezosummer (14) ist im Verlauf des Trockenprozesses als Sensor zur Erkennung von Betriebszuständen zu verwenden. Ein möglicher unzulässiger Betriebszustand ist der Stillstand der Trockentrommel (4) bei weiterem Betrieb der Heizeinrichtung (8). Die in der Trockentrommel (4) liegende Wäsche wird bei stillstehender Trockentrommel (4) überhitzt und es kommt zu Wäscheschäden. Ein Stillstand der Trockentrommel (4) wird z.B. durch einen gerissenen Trommelantriebsriemen verursacht. Um diesen Störfall zu erfassen, ist der Piezosummer (14) in einem ersten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf dem Abtaster (13) der Vorrichtung zur Erfassung des Restfeuchtegehaltes in der Wäsche angeordnet (siehe 2). Bei drehender Trockentrommel (4) werden infolge des Schleifens der Kohlen am Abtaster (13) auf den nicht ganz ebenen Schleifkontaktbändern (11) Beschleunigungskräfte auf das Piezosystem übertragen. Das Piezosystem erzeugt bedingt durch den Piezoeffekt bei auftretenden Beschleunigungskräften eine elektrische Spannung. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Drehbewegung der Trockentrommel (4) durch Auswertung dieser vom Piezosystem erzeugten elektrischen Spannung ständig überwacht. Die Überwachung der Drehbewegung der Trockentrommel erfolgt durch Auswertung der Amplitude des Spannungssignals. 3 zeigt den Verlauf des Spannungssignals bei drehender Trockentrommel (4), 4 zeigt den Verlauf bei stillstehender Trockentrommel (4). Wird anhand dieser Auswertung ein Stillstand der Trockentrommel (4) erkannt, kann die Heizeinrichtung (8) von der Programmsteuereinrichtung (1) verändert oder das Programm beendet werden. Zusätzlich kann ein optisches und/oder akustisches Signal erzeugt werden. Bei genauerer Analyse des Spannungssignals ist eine Beladungserkennung, Erkennung von Wäscheaufrollern und eine Erkennung von Metallteilen in der Trockentrommel (4) möglich. Dazu wird der Spannungssignalverlauf hinsichtlich seiner periodisch auftretenden Frequenz- oder Amplitudenverläufe mit Hilfe mathematischer Verfahren analysiert. Bei Wäscheaufroller, die anhand dieser Analyse erkannt werden, erfolgt eine Umkehr der Drehrichtung der Trockentrommel (4). In Abhängigkeit der erkannten Wäschebeladung in der Trockentrommel (4) können Trommeldrehzahl und Heizleistung bzw. Prozess- oder Heiztemperaturen verändert werden.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das piezoelektrische Bauteil an einer anderen, den Körperschall übertragenden Stelle, der Trockentrommel (4) angeordnet. Die Anordnung des piezoelektrischen Bauteils ist z.B. an der Spannrolle für den Trommelantriebsriemen oder an der Lagerung der Trockentrommel möglich.

Claims (8)

  1. Verfahren zur Erkennung von Betriebszuständen in einem elektronisch gesteuerten Wäschetrockner mit einer in einem Gehäuse drehbar gelagerten Trockentrommel, einem Gebläse, einer Heizeinrichtung sowie einem Prozessluftkanal zur Führung der Trocknungsluft durch die Trockentrommel, einer Programmsteuereinrichtung und mit Bedien- und Anzeigeelementen sowie einer Signaleinrichtung, wobei das an einer Bauteilanordnung im Wäschetrockner aufgenommene Spannungssignal charakteristisch für einen Betriebszustand des Wäschetrockners ist, dadurch gekennzeichnet, dass der an einem piezoelektrischen Bauteil aufgenommene Spannungssignalverlauf für die Erkennung von Betriebszuständen im Wäschetrockner erfasst und ausgewertet wird und in Abhängigkeit des Signalverlaufes der weitere Verlauf des Trockenprogramms von der Programmsteuereinrichtung festlegbar ist oder das Trockenprogramm abgebrochen wird.
  2. Verfahren zur Erkennung von Betriebszuständen in einem elektronisch gesteuerten Wäschetrockner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Drehbewegung der Trockentrommel (4) als Betriebszustand des Wäschetrockners die am piezoelektrischen Bauteil aufgenommene Amplitude des Spannungssignals erfasst und ausgewertet wird und in Abhängigkeit davon die Heizeinrichtung von der Programmsteuereinrichtung (1) veränderbar ist oder das Programm beendet wird.
  3. Verfahren zur Erkennung von Betriebszuständen in einem elektronisch gesteuerten Wäschetrockner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Wäschebeladung oder des Bewegungsverhaltens der Wäsche in der Trockentrommel (4) als Betriebszustand des Wäschetrockners der am piezoelektrischen Bauteil aufgenommene Spannungsverlauf hinsichtlich der periodisch auftretenden Frequenz- sowie Amplitudenverläufe mit Hilfe mathematischer Verfahren analysiert wird und in Abhängigkeit davon die Drehrichtung und/oder die Drehzahl des Antriebsmotors und/oder die Heizleistung von der Programmsteuereinrichtung (1) veränderbar ist.
  4. Wäschetrockner zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einer in einem Gehäuse drehbar gelagerten Trockentrommel, einem Gebläse, einer Heizeinrichtung sowie einem Prozessluftkanal zur Führung der Trocknungsluft durch die Trockentrommel, einer Programmsteuereinrichtung und mit Bedien- und Anzeigeelementen sowie einer Signaleinrichtung, sowie einer Vorrichtung zur Erfassung und Auswertung von Betriebszuständen im Wäschetrockner, dadurch gekennzeichnet, dass die als piezoelektrisches Bauteil (14) ausgebildete akustische Signaleinrichtung als Sensor zur Erfassung für Betriebszustände im Wäschetrockner verwendet wird und im Bereich der Trockentrommel (4) angeordnet ist.
  5. Wäschetrockner zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das piezoelektrische Bauteil (14) an einer den Körperschall der Trockentrommel (4) übertragenden Stelle im Gerät angeordnet ist.
  6. Wäschetrockner zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das piezoelektrische Bauteil (14) am Abtaster (13) der Vorrichtung zur Erfassung des Restfeuchtegehaltes in der Wäsche angeordnet ist.
  7. Wäschetrockner zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das piezoelektrische Bauteil (14) an der Spannrolle für den Trommelantriebsriemen angeordnet ist.
  8. Wäschetrockner zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das piezoelektrische Bauteil (14) im Bereich der Trommellagerung angeordnet ist.
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